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《npj-柔性电子》:单根碳纤维和成束碳纳米纤维,用于超轻量和柔性压阻传感器
2020/11/26 9:43:44 易丝帮

本文要点:


电纺CNF束作为应变和流量传感器的方法可以缓解开发压阻式应变仪的复杂的微加工方法。


1成果简介 


本文演示了静电纺单根碳纤维和成束碳纳米纤维(CNF)在柔性和超轻型传感器中作为压阻传感元件的应用。在CNF上进行了材料,电学和纳米力学表征,以了解关键合成参数(热解温度)对形态,结构和电学性质的影响。假设在外部应力的影响下导电路径改变的机理可以解释在CNF束中观察到的压阻行为。基于CNF束的柔性应变传感器的准静态拉伸应变特性显示出线性响应,平均应变系数为11.14(对于高达50%的拉伸应变)。此外,利用导电石墨畴不连续性模型解释了单一电纺CNF的压阻特性。最后,单个压阻CNF用作NEMS流量传感器中的传感元件,以演示5–35 m / s范围内的空气流量传感。


2图文导读 


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图1、FESEM图像


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图2、纳米纤维的拉曼光谱成束热解在一个 500℃,b 600℃,Ç 700℃,d 800℃,和ë 950℃。



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图3:XPS分析。


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图4:CNF束应变传感器。


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图5:CNF束应变传感器的响应图。


3小结 


这项工作从根本上研究了CNF表现出的压阻行为,并将其用于各种传感应用,包括压电传感器无法感应的流速,应变和静压。该工作提出一种简便的方法,以CNF作为可穿戴电子设备和传感器的主要传感元件,来开发高灵敏度,柔性和超轻型压阻传感器。



文献:

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